【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、回転体の中に外部より任意の相対回転運動
を伝達するための装置に関する。
例えば、中ぐり盤では主軸前端に装着した刃物を主軸
の回転軸心に直交する方向に送って加工することがある
が、本発明は、この刃物を取付けた面削用スライドに外
部より送り運動を伝達する装置として利用できる。
（従来の技術）
中ぐり盤のように回転中の主軸の中の装置に外部から
送り運動を伝達するには、差動歯車装置を用いればよく
原理的には簡単であるが、実際には様々な制約があり、
設計は必ずしも簡単ではない。
従来のこの種の差動装置は、構造が複雑でコストが高
く、そのうえ高速回転や高精度の送りに適さないため、
中ぐり盤では実用上大型の機械に限定されていた。
小型高速回転用としては、差動歯車装置の代りに回転
軸の中を長手方向に移動する軸を設け、この軸の運動を
カムやリンク等を介して送り運動に変換する方法が行わ
れている。しかしこのような長手方向の運動を変換する
方法では、送り運動のストロークの長さや送り剛性ある
いは精度に限界があり、用途が自ずから限られていた。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明が解決しようとする問題点の第１は、通常の形
態の主軸台上にも簡単に設置できるような簡潔な構成に
することである。また主軸の後方に設置し、しかもその
後の空間を開放することである。主軸の後方が開放して
いれば、工具着脱用の駆動装置等の付加装置を設けた
り、後方より空圧や液体を供給するにも便利である。
その点、従来の差動歯車装置は、予め主軸及び主軸台
の形態に適合するように設計する必要があり、汎用性や
経済性に問題があり、また主軸後方を開放する必要上、
差動歯車装置を主軸前部に設けるので、切削性能や作業
性、保守性等にも問題があった。
第２は、主軸の回転に対し大巾な増速部分をなくすこ
とである。増速部分がなければ、主軸を高速回転しても
装置全体が良くこれに耐える。
第３は、送り運動の駆動軸に対し適当な減速比を与え
ることである。一般に丸削り加工においては、半径方向
の送り距離は長手方向の移動距離よりも短いが加工精度
は一層厳しく要求される。精度を上げるには、送り運動
の駆動源と送りねじとの間に、適当な減速比のあること
が好ましい。適当な減速比があれば、高い精度が得やす
く送り用モータも小型で足りる利点がある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の構成を実施例の概念図（第１図）の符号を用
いて説明する。
本発明は、任意の回転をする主軸３と、この主軸の回
転とは無関係にこれに対し所望の回転数を加え若しくは
減じた回転を行うべき副軸12を有する。
主軸３の回転数を受け取り副軸12に所望の回転を与え
る減速機19は、同一軸線上に入力軸20と出力軸28を配
し、且つこれら入力軸出力軸の軸線を中心に減速機の機
体19aを回転自在に支承した構造とする。
そして減速機19の機体19aに固定した減速機歯車18を
主軸３に固定した主軸歯車17に連結すると共に、減速機
19の出力軸28に固定した出力軸歯車21を副軸12に固定し
た副軸歯車22に連結する。
しかして減速機19の減速比（出力軸の回転数／入力軸
の回転数）を
とした場合、主軸歯車17の歯数Z1と、減速機歯車18の歯
数Z2と、出力軸歯車21の歯数Z3と、副軸歯車22の歯数Z4
とが、次の関係式
を満たすように設定する。
（作用）
主軸３に主軸駆動源４を連結して主軸３をN1回転する
と共に、減速機19の入力軸20を移動子駆動源Ｍによりｍ
回転すると、副軸12は
だけ回転する。
つまり副軸12は、主軸１の回転数N1に移動子駆動源Ｍ
の回転数ｍにより決まる回転数を加えた数だけ回転し、
この回転により移動子に送り運動を付与する。
（実施例）
本発明をボーリングユニットに施した実施例を第２図
に示す。
１は長手送り用のスライドユニットであり主軸台２を
移動可能に載置する。主軸台２には中空の主軸３を長手
方向に架設し、主軸駆動モータ４にベルト4aで連結す
る。スライドユニット１は送りネジ杆30に連結し、送り
モータ31により送りネジ杆30を正転または逆転し、スラ
イドユニット１を長手方向に直進または後退する。
主軸３には、その前端に切削工具を取付けるための切
刃取付台５を設ける。切刃取付台５の前面には主軸３の
軸心と直交する方向に摺動自在な送りスライド６を設
け、この送りスライド６の前面に切刃８を保持するバイ
トホルダ７を固着し、送りスライド６の一端に主軸３の
軸心と直交方向の送りねじ９を螺合する。32は工作物を
示す。
そして送りねじ９に傘歯車10、11を介して副軸12を連
結すると共に、副軸12を主軸３の中心に挿通する。
16は差動装置で、長手送りユニット２の後部のブラケ
ット13にボルト14により懸吊すると共に、差動装置自身
の機壁に主軸３の後端部を挿通し軸受15により支持す
る。
Ｍは、工具取付台５上の送りスライド６を移動するた
めの駆動源のNC用サーボモータで、差動装置16の機壁に
取付ける。
次に差動装置16を第１図の概念図により説明する。
差動装置16は内部に回転自在に装架した歯車減速機19
を有し、その回転する機体に減速機歯車18を固定し、主
軸３の後端に固定する主軸歯車17と減速機歯車18を噛み
合せる。一方、減速機19の回転中心線上に入力軸20と出
力軸28を設け、出力軸に固定する出力軸歯車21を副軸12
に固定する副軸歯車22に噛み合せる。
これらの歯車17、18、21、22の歯数Z1、Z2、Z3、Z
4は、減速機19の減速比
と次式のような関係になるように設定する。（ｅは、入
力軸20と出力軸歯車21の回転方向が同一の場合は正、逆
の場合は負とする。）
減速機19は入力軸と出力軸が同軸上にあれば、どのよ
うな形式でもよい。第３図と第４図はそれぞれ減速機19
の別々の実施例を示し、共通部分は同じ符号で示す。
第３図では、差動装置16の機壁16aの軸受23、24に減
速機19の中核を成す機体19aを回転自在に架装し、この
機体19aに固定した減速機歯車18を主軸歯車17に噛み合
せ、主軸３により機体19aを回転する。
そして機体19aに３本の軸25を120度づつ等間隔に配置
し、各軸25に中間歯車26を回転自在に支承してこれら３
個の中間歯車26の内側に、入力軸20の先端に形成するピ
ニオン20aを噛み合せる。中間歯車26の外側には内歯歯
車27を噛み合せ、内歯歯車27をこの減速機の出力軸28に
取付けた出力軸歯車21に固定する。
この差動装置16は次のように作用する。
ピニオン20a、中間歯車26、内歯歯車27の歯数をそれ
ぞれZ5、Z6、Z7とすると、入力軸20を固定した状態で減
速機歯車18を回転した場合、出力軸歯車21は同じ方向に
だけ回転する。
だけ増速される。
これを前記の減速比
を用いて示すと
だから、
となる。
いま主軸３を、従って主軸歯車17をN1回転だけ回す
と、減速機歯車18は
だけ回転する。従って、出力軸歯車21は式より
となり、副軸12の副軸歯車22はこれに
を乗じた次の値N2となる。
式のうち
は、式で示すとおり１に設定してあるので、結局
N2＝N1
となる。つまり主軸３と副軸12との間には、主軸３の回
転数にかかわらず相対回転は無い。
次に主軸３を回さずに入力軸20だけをｍ回転回すと、
副軸12は減速比の減速機19を経て、
回転だけ回される。
そこでこれら主軸３及び入力軸20の回転を両方併合す
ると、主軸３のN1回転に対して副軸12は
だけ回転することになる。
次に歯車類の歯数に数値を次のとおり代入して具体的
に説明する。
いま減速比を
とした場合、式を満たす歯数の組合せは次のとおりで
ある。
Z1＝36、Z2＝54、Z3＝50、Z4＝40、Z5＝12、Z6＝24、
Z7＝60
そこで主軸３即ち主軸歯車17を１回転すると（N1＝
１）、減速機歯車18は
回転する。このとき出力軸歯車21は式より
回転し、副軸歯車22は式より
回転する。
また減速機19の入力軸20を５回転すると中間歯車26は
逆方向に
回転し、内歯歯車27は逆方向に
回転し、出力軸歯車21も内歯歯車27と一体的に１回転す
る。
従って、副軸歯車22は式より
回転する。換言すると、入力軸20を１回転すると副軸歯
車22は
回転に減速する。
しかして主軸３と入力軸20を同時にそれぞれ１回転す
ると、副軸歯車22は
回転する。
一方、入力軸20を固定した状態で減速機歯車18を１回
転すると、出力軸歯車21は前述のとおり
だけ回転するから、これに数値を代入すると、
回転することになり、わずか
回転しか増速しないことが判る。
歯車類の歯数の組合せは式を満足すればよく、
たとえば
Z1＝36×２＝72
Z2＝54×２＝108
でもよい。
（発明の効果）
これを要するに本発明は、歯車減速機構を一種の差動
装置として利用して減速機と差動装置の両方の機能を兼
るようにしたもので、簡潔な構成によって、回転する主
軸の中に任意の送り運動を移動子に付与でき、また大巾
な増速部分がないため主軸を高速回転しても装置全体が
良く耐え、さらに減速機の入力軸の回転が副軸に減速し
て伝達するから移動子の送り精度が向上すると共に入力
側の移動子駆動源のモータが小型で足りるという効果を
奏する。
本発明は中ぐり盤、フェイシング装置、NCフェイシン
グ装置等の刃物送り装置に利用できるほか、回転中の物
体のねじ締めやロールコンベアにおいて左右のロールの
回転数を相対的に決めたりする装置などに広く利用でき
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for transmitting an arbitrary relative rotational movement from the outside into a rotating body. For example, in the case of a boring machine, there is a case where a cutting tool attached to a front end of a spindle is sent in a direction orthogonal to a rotation axis of the spindle, and the machining is performed. It can be used as a device for transmitting (Prior art) In order to transmit a feed motion from the outside to a device inside a rotating main shaft like a boring machine, it is sufficient in principle to use a differential gear device. There are various restrictions,
Design is not always easy. This type of conventional differential is complicated and expensive, and is not suitable for high-speed rotation and high-precision feeding.
Boring machines were practically limited to large machines. For small high-speed rotation, a method is provided in which a shaft that moves in the longitudinal direction in a rotating shaft is provided instead of the differential gear device, and the motion of this shaft is converted into a feed motion via a cam or a link. I have. However, in such a method of converting the movement in the longitudinal direction, the length of the stroke of the feed movement, the feed stiffness or the accuracy is limited, and the use is naturally limited. (Problem to be Solved by the Invention) The first problem to be solved by the present invention is to provide a simple configuration that can be easily installed on a headstock of a normal form. In addition, it is installed behind the main shaft, and furthermore, the space after that is opened. If the rear side of the main shaft is open, it is convenient to provide an additional device such as a driving device for attaching and detaching a tool and to supply pneumatic pressure and liquid from the rear side. In that regard, the conventional differential gear device needs to be designed in advance so as to conform to the form of the spindle and the headstock, and there is a problem in versatility and economics.
Since the differential gear device is provided at the front part of the main shaft, there are problems in cutting performance, workability, maintainability, and the like. Secondly, there is no need for a large speed increasing portion with respect to the rotation of the main shaft. If there is no speed increasing portion, the entire apparatus can well withstand this even if the main shaft is rotated at high speed. Third, to provide an appropriate reduction ratio for the drive shaft of the feed motion. In general, in the rounding, the feed distance in the radial direction is shorter than the movement distance in the longitudinal direction, but the processing accuracy is more strictly required. To increase the accuracy, it is preferable that there is an appropriate reduction ratio between the drive source of the feed motion and the feed screw. If there is an appropriate reduction ratio, there is an advantage that high accuracy can be easily obtained and the feed motor can be small. (Means for Solving the Problems) The configuration of the present invention will be described with reference to the symbols in the conceptual diagram (FIG. 1) of the embodiment. The present invention has a main shaft 3 which rotates arbitrarily, and a sub shaft 12 which is to be rotated at a desired number of rotations, regardless of the rotation of the main shaft. A speed reducer 19 which receives the rotation speed of the main shaft 3 and gives a desired rotation to the sub shaft 12 has an input shaft 20 and an output shaft 28 arranged on the same axis, and the speed reducer 19 is arranged around the axis of the input shaft and the output shaft. The structure is such that the body 19a is rotatably supported. Then, the speed reducer gear 18 fixed to the body 19a of the speed reducer 19 is connected to the main shaft gear 17 fixed to the main shaft 3, and
The output shaft gear 21 fixed to the output shaft 28 of 19 is connected to the countershaft gear 22 fixed to the countershaft 12. Therefore, the reduction ratio of the speed reducer 19 (the rotation speed of the output shaft / the rotation speed of the input shaft) If a, the number of teeth Z 1 of the main shaft gear 17, the number of teeth Z 2 of the speed reducer gear 18, the number of teeth Z 3 of the output shaft gear 21, the number of teeth Z 4 of countershaft gears 22
Is the following relational expression Set to satisfy. (Operation) The main shaft drive source 4 is connected to the main shaft 3 to rotate the main shaft 3 by N 1 , and the input shaft 20 of the speed reducer 19 is controlled by the mover driving source M.
When rotated, the countershaft 12 Just rotate. That countershaft 12, moving element driving source M to the rotational speed N 1 of the spindle 1
Rotate by the number of rotations determined by the number of rotations m,
This rotation imparts a feed motion to the mover. (Embodiment) FIG. 2 shows an embodiment in which the present invention is applied to a boring unit. Reference numeral 1 denotes a slide unit for longitudinal feeding, on which the headstock 2 is movably mounted. A hollow main shaft 3 is installed in the headstock 2 in the longitudinal direction, and is connected to a main shaft drive motor 4 by a belt 4a. The slide unit 1 is connected to the feed screw rod 30, the feed motor 31 rotates the feed screw rod 30 forward or backward, and moves the slide unit 1 straight forward or backward in the longitudinal direction. The main shaft 3 is provided with a cutting blade mounting base 5 for mounting a cutting tool at a front end thereof. A feed slide 6 slidable in a direction perpendicular to the axis of the main shaft 3 is provided on the front surface of the cutting blade mounting base 5, and a bite holder 7 for holding a cutting blade 8 is fixed to the front surface of the feed slide 6, and the feed is performed. A feed screw 9 orthogonal to the axis of the main shaft 3 is screwed into one end of the slide 6. 32 indicates a workpiece. Then, the sub shaft 12 is connected to the feed screw 9 via bevel gears 10 and 11, and the sub shaft 12 is inserted into the center of the main shaft 3. Reference numeral 16 denotes a differential device, which is suspended by a bolt 14 on a bracket 13 at the rear of the longitudinal feed unit 2, and the rear end of the main shaft 3 is inserted into the machine wall of the differential device itself and supported by bearings 15. M is an NC servo motor as a drive source for moving the feed slide 6 on the tool mount 5 and is mounted on the machine wall of the differential 16. Next, the differential device 16 will be described with reference to the conceptual diagram of FIG. The differential 16 is a gear reducer 19 rotatably mounted inside.
The reduction gear 18 is fixed to the rotating body, and the main gear 17 fixed to the rear end of the main shaft 3 and the reduction gear 18 are engaged with each other. On the other hand, the input shaft 20 and the output shaft 28 are provided on the rotation center line of the speed reducer 19, and the output shaft gear 21 fixed to the output shaft is connected to the sub shaft 12
And mesh with the countershaft gear 22 fixed to the shaft. The number of teeth Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z of these gears 17, 18, 21, 22
4 is the reduction ratio of reducer 19 And the following equation. (E is positive if the rotation directions of the input shaft 20 and the output shaft gear 21 are the same, and negative if they are opposite.) The speed reducer 19 may be of any type as long as the input shaft and the output shaft are coaxial. FIG. 3 and FIG.
And common parts are denoted by the same reference numerals. In FIG. 3, an airframe 19a, which forms the core of the speed reducer 19, is rotatably mounted on bearings 23, 24 of the machine wall 16a of the differential device 16, and a speed reducer gear 18 fixed to the airframe 19a is connected to a main shaft gear 17a. And the main body 3 rotates the body 19a. Then, three shafts 25 are arranged on the body 19a at equal intervals of 120 degrees, and an intermediate gear 26 is rotatably supported on each shaft 25, and these three shafts 25 are rotatable.
A pinion 20a formed at the tip of the input shaft 20 is meshed with the inside of the intermediate gears 26. An internal gear 27 meshes with the outside of the intermediate gear 26, and the internal gear 27 is fixed to the output shaft gear 21 mounted on the output shaft 28 of the speed reducer. The differential 16 operates as follows. Pinion 20a, intermediate gear 26, when the number of teeth of the internal gear 27 and Z 5, Z 6, Z 7 each, if you rotate the reducer gear 18 in a state of fixing the input shaft 20, output shaft gear 21 is the same In the direction Just rotate. Only speed up. This is the reduction ratio When shown using So, Becomes Now the main shaft 3, thus turning the main shaft gear 17 N 1 rotated, the speed reducer gear 18 Just rotate. Therefore, the output shaft gear 21 is And the countershaft gear 22 of the countershaft 12 The next value N 2 multiplied by. Out of expression Is set to 1 as shown in the equation, and eventually N 2 = N 1 . That is, there is no relative rotation between the main shaft 3 and the sub shaft 12 irrespective of the rotation speed of the main shaft 3. Next, if only the input shaft 20 is turned m times without turning the main shaft 3,
Counter shaft 12 is the reduction ratio Through speed reducer 19 of It is turned only by rotation. So when merging both the rotation of the main shaft 3 and the input shaft 20, the auxiliary shaft 12 with respect to N 1 rotation of the spindle 3 Will only rotate. Next, a specific description will be given by substituting numerical values for the number of gear teeth as follows. Now the reduction ratio , The combination of the number of teeth that satisfies the equation is as follows. Z 1 = 36, Z 2 = 54, Z 3 = 50, Z 4 = 40, Z 5 = 12, Z 6 = 24,
Z 7 = 60 Then, when the main shaft 3, that is, the main shaft gear 17 rotates once, (N 1 =
1) The reduction gear 18 Rotate. At this time, the output shaft gear 21 is Rotates, and the countershaft gear 22 is Rotate. When the input shaft 20 of the speed reducer 19 rotates 5 times, the intermediate gear 26 moves in the opposite direction. Rotates, and the internal gear 27 moves in the opposite direction. Then, the output shaft gear 21 also makes one rotation integrally with the internal gear 27. Therefore, the countershaft gear 22 is Rotate. In other words, when the input shaft 20 makes one rotation, the countershaft gear 22 Decelerate to rotation. Thus, when the main shaft 3 and the input shaft 20 make one rotation at the same time, the countershaft gear 22 becomes Rotate. On the other hand, when the reduction gear 18 is rotated once with the input shaft 20 fixed, the output shaft gear 21 It just rotates, so if you assign a numerical value to this, Will rotate, slightly It can be seen that only the rotation speed is increased. The combination of the number of teeth of the gears only needs to satisfy the expression, and for example, Z 1 = 36 × 2 = 72 Z 2 = 54 × 2 = 108. (Effects of the Invention) In short, the present invention uses a gear reduction mechanism as a kind of differential device so as to perform both functions of a reduction gear and a differential device. The spindle can be given an arbitrary feed motion within the moving spindle, and there is no large speed-up portion, so that the entire device can withstand high-speed rotation of the spindle, and the rotation of the input shaft of the reduction gear Therefore, the moving accuracy of the moving element can be improved, and the motor of the moving element driving source on the input side can be reduced in size. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a tool feeder such as a boring machine, a facing device, an NC facing device, and a device for relatively determining the number of rotations of right and left rolls on a screwing of a rotating object or a roll conveyor. Widely available for such as.
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を実施したボーリングユニットの概念
図、第２図はその全体断面図、第３図は要部拡大断面
図、第４図は別の実施例の要部拡大断面図である。
２は主軸台、３は主軸、４は主軸駆動モータ、５は工具
取付台、６は送りスライド、８は切刃、９は送りねじ、
12は副軸、16は差動装置、17は主軸歯車、18は減速機歯
車、19は減速機、19aは機体、20は入力軸、21は出力軸
歯車、22は副軸歯車、28は出力軸。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a conceptual diagram of a boring unit embodying the present invention, FIG. 2 is an overall sectional view, FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part, and FIG. It is a principal part expanded sectional view. 2 is a headstock, 3 is a spindle, 4 is a spindle drive motor, 5 is a tool mount, 6 is a feed slide, 8 is a cutting blade, 9 is a feed screw,
12 is a countershaft, 16 is a differential gear, 17 is a main shaft gear, 18 is a reducer gear, 19 is a reducer, 19a is a fuselage, 20 is an input shaft, 21 is an output shaft gear, 22 is a countershaft gear, and 28 is Output shaft.